JP4517674B2 - Wireless communication medium processing apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、非常に少ない装置、機器構成で、広い範囲、もしくは異なる多数の場所において、単数もしくは複数の無線通信媒体と同時に読み、もしくは書き、もしくは読み書きを行ってIDコードなどの認識を同時に行うのに最適な無線通信媒体処理装置を提供することを目的とする。 The present invention recognizes an ID code or the like simultaneously by reading, writing, or reading / writing simultaneously with one or a plurality of wireless communication media in a wide range or many different places with a very small number of devices and equipment configurations. An object of the present invention is to provide a wireless communication medium processing apparatus that is optimal for the above.
認証や荷物の行き先振り分けなどのために、ICカードやICタグなどのIDコードをもった無線通信媒体と、この無線通信媒体のIDコード認証を行うための無線通信媒体処理装置が用いられることが多くなっている。通信搭載媒体が通信搭載媒体処理装置の通信範囲に存在すると、アンテナからの磁界により無線通信媒体が有するアンテナに誘起電圧が発生しこの電圧が整流され電力と送信データが供給される。電力が供給された無線通信媒体では搭載されたメモリ内から読み出されたデータに応じて、例えばアンテナに接続された負荷抵抗とスイッチとからなる変調回路にて、データの1、0に応じて、スイッチがオン、オフされる。このオン、オフにより、無線通信媒体の有するアンテナに対する負荷変動が生じ、この負荷変動が信号として通信媒体処理装置側のアンテナへ伝達される。伝達された信号は復調され、そのIDコード認証が実行される(例えば特許文献1参照)。
A wireless communication medium having an ID code, such as an IC card or an IC tag, and a wireless communication medium processing apparatus for performing ID code authentication of the wireless communication medium are used for authentication, baggage destination distribution, and the like. It is increasing. When the communication mounted medium exists in the communication range of the communication mounted medium processing apparatus, an induced voltage is generated in the antenna of the wireless communication medium by the magnetic field from the antenna, and this voltage is rectified to supply power and transmission data. In a wireless communication medium to which power is supplied, according to data read from the mounted memory, for example, in a modulation circuit composed of a load resistor and a switch connected to an antenna, according to
このとき、オフィスビルのフロアに存在する複数の出入り口においてICタグやICカードなどの無線通信媒体を用いて入出認証する場合、建物内部の多数の場所で無線通信媒体との通信によるID認証など、非常に広い範囲において、無線通信媒体との通信を実現する必要がある場合がある。 At this time, when performing entrance / exit authentication using a wireless communication medium such as an IC tag or an IC card at a plurality of entrances and exits on the floor of an office building, ID authentication by communication with the wireless communication medium at many locations inside the building, etc. It may be necessary to implement communication with a wireless communication medium over a very wide range.
このため、例えば非常に広い場所において無線通信媒体との通信を行うには、非常に大型のアンテナを設置する方法がある。 For this reason, for example, in order to communicate with a wireless communication medium in a very large place, there is a method of installing a very large antenna.
あるいは、アンテナと読み書き部が組み合わされた無線通信媒体処理装置を多数設置して、これらを集中制御するホストに全て接続して処理する方式がある(例えば特許文献2参照)。 Alternatively, there is a method in which a large number of wireless communication medium processing devices in which an antenna and a read / write unit are combined are installed and all these are connected to a host that performs central control (for example, see Patent Document 2).
図16は従来の技術における無線通信媒体処理装置の構成図である。 FIG. 16 is a configuration diagram of a wireless communication medium processing device in the prior art.
図16から明らかな通り、この従来の無線通信媒体処理装置では、多数の読み書き部を必要とし、これらの間での同期制御などの種々の制御機構が必要とされるものである。 As is apparent from FIG. 16, this conventional wireless communication medium processing device requires a large number of read / write units, and various control mechanisms such as synchronous control between them are required.
あるいは、複数のアンテナを多数の場所に設置して、ホストを兼用した読み書き部と、これらのアンテナの内、いずれのアンテナを接続するかを切り替えるアンテナ切り替えスイッチを介して、無線通信媒体との通信を行うアンテナを適宜排他的に切り替えて処理する方式が検討される。 Alternatively, communication with a wireless communication medium is performed through a plurality of antennas installed in a number of locations and a read / write unit that also serves as a host, and an antenna changeover switch that switches which of these antennas is connected. A method is considered in which the antenna for performing the processing is switched as appropriate exclusively.
また、用いられる技術分野は大きく異なるが、読み書き部に複数のアンテナを接続して、読み書き媒体との通信を行う際に、いずれのアンテナをアクティブにするかを切り替えるアンテナ切り替えスイッチを介して、通信できるアンテナを切り替えることが行われる(例えば特許文献3)。 In addition, although the technical fields used vary greatly, communication is performed via an antenna changeover switch that switches which antenna is active when communicating with a read / write medium by connecting multiple antennas to the read / write unit. The antenna that can be used is switched (for example, Patent Document 3).
図17は従来の技術における無線通信媒体処理装置の構成図である。 FIG. 17 is a configuration diagram of a wireless communication medium processing device in the prior art.
図17から明らかな通り、この従来の無線通信媒体処理装置では、接続されるアンテナを順次切り替えて使用する必要がある。 As is apparent from FIG. 17, in this conventional wireless communication medium processing apparatus, it is necessary to sequentially switch and use the connected antennas.
更に、複数のアンテナを、一つの読み書き部に接続して送信側の分配と、受信側の合成を行う機器などが提案されている。また、アンテナの通信範囲を拡張するために、複数のアンテナに一つの読み書き部を接続しているが、読み書き部には複数の復調部を有している装置なども提案されている。 Furthermore, a device has been proposed in which a plurality of antennas are connected to a single read / write unit to perform transmission-side distribution and reception-side combining. In order to extend the communication range of the antenna, a single read / write unit is connected to a plurality of antennas, but a device having a plurality of demodulation units in the read / write unit has also been proposed.
図18は従来の技術における無線通信媒体処理装置のブロック図である。 FIG. 18 is a block diagram of a wireless communication medium processing device in the prior art.
図18には複数のアンテナを、送信分配器と受信合成器、ならびに読み書き部を接続した無線通信媒体処理装置の概念図が表されている。 FIG. 18 is a conceptual diagram of a wireless communication medium processing apparatus in which a plurality of antennas are connected to a transmission distributor, a reception synthesizer, and a read / write unit.
読み書き部は表されていないが、送信信号であるTXが分配器である「SPLITTER」を介して分配されてアンテナに出力され、同様にアンテナからの信号が合成器である「COMBINER」において合成されて読み書き部に対して出力されている。
しかしながら、従来の無線通信媒体処理装置や無線通信媒体処理システムにおいては、オフィスビルや大型店舗などの非常に広い領域や、あるいはこの広い領域内の複数の場所において、無線通信媒体との通信を実現するための構成では、以下のような課題があった。 However, in the conventional wireless communication medium processing apparatus and wireless communication medium processing system, communication with a wireless communication medium is realized in a very wide area such as an office building or a large store, or in a plurality of places within this wide area. In the configuration for doing this, there were the following problems.
まず、非常に広い領域をカバーするために、アンテナの大きさを大きくした場合に、例えばオフィスビルのフロア全体をカバーする大きさのアンテナを形成することは、その製造、コスト、強度などの面において、非現実的であり、困難である問題があった。 First, when the size of the antenna is increased to cover a very wide area, for example, forming an antenna of a size that covers the entire floor of an office building is in terms of manufacturing, cost, strength, etc. However, there was a problem that was unrealistic and difficult.
例えば、図16に記載の場合では、アンテナと読み書き部を組み合わせた装置を多数配置して、これを集中処理するホストに接続する場合には、高価である読み書き部を多数必要とするために、非常に高コストの無線通信媒体処理装置となってしまう問題がある。更に、各読み書き部はそれぞれ非同期かつ独立に動作するため各アンテナを介して無線通信媒体から読み取ったIDコードが、読み書き部からホストに通信される際に、同期が取れておらず、データの衝突による誤認識が生じるなどの問題があった。また、電子機器である読み書き部を複数設ける必要があるため、これらの読み書き部のいずれかが故障すると、ある場所においては、無線通信媒体との通信がまったくできなくなるなどの問題も生じていた。これらの同期処理(すなわち読み書き部相互での処理する信号の位相ずれ)などは送信においても復調において大きな問題で、多数の無線通信媒体を読む場合に衝突を起こすなどしてこれを回避するための多大な処理回路が必要となるなどの問題もあった。 For example, in the case of FIG. 16, when a large number of devices combining antennas and read / write units are arranged and connected to a host that performs centralized processing, a large number of expensive read / write units are required. There is a problem that the wireless communication medium processing device becomes very expensive. Furthermore, since each read / write unit operates asynchronously and independently, the ID code read from the wireless communication medium via each antenna is not synchronized when the read / write unit communicates to the host, and data collision occurs. There were problems such as misrecognition caused by. In addition, since it is necessary to provide a plurality of read / write units, which are electronic devices, if any of these read / write units fails, there is a problem that communication with a wireless communication medium cannot be performed at a certain location. These synchronization processes (that is, phase shifts of signals processed between the read / write units) are a major problem in demodulation even in transmission, and to avoid this by causing a collision when reading a large number of wireless communication media. There were also problems such as requiring a large amount of processing circuits.
更に、図17に記載の場合では、複数のアンテナをアンテナ切り替えスイッチを介して読み書き部と接続する場合には、個々のアンテナを切り替えるために、アクティブとなって無線通信媒体との通信が可能となるアンテナが排他的に決まるために、全てのアンテナを同時動作させることができない問題があった。例えば、オフィスフロアに多数存在する出入り口に、各々アンテナを配置した場合であっても、同時に複数の出入り口での無線通信媒体との通信によるID認証ができない問題があった。これにより非常に不利不便をきたすシステムしか構成できない問題があった。 Further, in the case shown in FIG. 17, when a plurality of antennas are connected to the read / write unit via the antenna changeover switch, it becomes active and can communicate with the wireless communication medium in order to switch the individual antennas. There is a problem that all antennas cannot be operated at the same time. For example, even when antennas are arranged at many entrances / exits on the office floor, there is a problem that ID authentication cannot be performed by communication with a wireless communication medium at a plurality of entrances / exits at the same time. As a result, there is a problem that only a system that causes a great disadvantage can be configured.
更に、アンテナ切り替えスイッチにおいて、同時に複数のアンテナをアクティブにした場合には、それぞれのアンテナで受信したRF信号が衝突を起こして読み書き部において正確な復調ができない問題があり、逆に、読み書き部からの送信信号も衝突を起こして正確に各アンテナに伝達されないなどの問題があり、無線通信媒体との正確な通信ができないと言う問題があった。 Furthermore, in the antenna changeover switch, when a plurality of antennas are simultaneously activated, there is a problem that RF signals received by the respective antennas collide and cannot be accurately demodulated in the read / write unit. There is also a problem that the transmission signal of the above is caused to collide and is not accurately transmitted to each antenna, so that accurate communication with the wireless communication medium cannot be performed.
更に、アンテナ切り替えスイッチによりアクティブとするアンテナを切り替える場合には、実際に、どのアンテナの通信範囲に無線通信媒体が存在するかわからないために、どこに存在するかわからない無線通信媒体との通信を実現するために、次々とアクティブとするアンテナを切り替える必要があるなど、処理が煩雑である。あるいは、無線通信媒体が移動する場合には、アクティブとするアンテナを次々と切り替えたとしても、いつまでも無線通信媒体が、アクティブとなっているアンテナの通信範囲に存在せず、延々と通信が実現できないなどの問題もあった。 Further, when the antenna to be activated is switched by the antenna changeover switch, since the wireless communication medium actually exists in the communication range of which antenna, the communication with the wireless communication medium that does not know where the wireless communication medium exists is realized. Therefore, the process is complicated, for example, it is necessary to switch the antenna to be activated one after another. Alternatively, when the wireless communication medium moves, even if the active antenna is switched one after another, the wireless communication medium does not exist in the communication range of the active antenna indefinitely, and communication cannot be realized indefinitely. There were also problems such as.
更に、アンテナ切り替え時にノイズが発生する問題もあった。 Further, there is a problem that noise is generated when the antenna is switched.
次に、図18に表されるように複数のアンテナと一つの読み書き部を、送信分配器と受信合成器で接続する概念は提案されているが、このような装置では次のような問題があった。 Next, as shown in FIG. 18, the concept of connecting a plurality of antennas and one read / write unit with a transmission distributor and a reception synthesizer has been proposed, but such a device has the following problems. there were.
まず、図18に記載のような構成では、アンテナで受信された信号を、その状態のまま、即ちRF信号のままで合成して、読み書き部に出力している。このような構成では、受信合成器において、RF信号で合成する場合には、まずノイズに非常に弱い問題がある。RF信号は即ち検波前の信号であり、受信した場合での周波数であり高周波信号(例えばRF−IDにおいては13.56MHzやISM帯域など)であり、合成時にノイズが発生し、復調での誤りの大きな原因となってしまう問題があった。特に、無線通信媒体処理装置では、そのコストなどから要請される簡便性から、誤り訂正などを復調側においてもつことはほとんどなく、RF信号のレベルでノイズが重畳されてしまうことは、正確な復調、即ち、正確なID認証にとっては致命的な問題となっていた。あるいは、ノイズのみでなく、多数のアンテナからのRF信号が合成される際に、相互に位相や振幅のずれにより、本来の波形を崩してしまう問題があり、同様に正確な復調が困難であったという問題がある。特に、検波前であれば、未だ送受信周波数における高周波信号であって、ノイズや合成時の波形崩壊などは大きな問題であった。 First, in the configuration as shown in FIG. 18, the signals received by the antenna are synthesized in their state, that is, as an RF signal, and output to the read / write unit. In such a configuration, when the reception synthesizer synthesizes with an RF signal, there is a problem that it is very vulnerable to noise. The RF signal is a signal before detection, which is a frequency when it is received and is a high frequency signal (for example, 13.56 MHz or ISM band in RF-ID). There was a problem that would be a big cause. In particular, wireless communication media processing devices rarely have error correction or the like on the demodulation side because of the simplicity required due to their cost, and the fact that noise is superimposed at the RF signal level is an accurate demodulation. That is, it has been a fatal problem for accurate ID authentication. Or, when RF signals from many antennas are combined, not only noise, there is a problem that the original waveform is destroyed due to a difference in phase and amplitude, and similarly, accurate demodulation is difficult. There is a problem. In particular, before detection, it is still a high-frequency signal at a transmission / reception frequency, and noise and waveform collapse at the time of synthesis have been serious problems.
更に、RF信号のままで合成する場合には、その電力ロスが大きいと言う問題もあった。RF信号のままでの合成は、アナログ的な合成となってしまうので、例えば2分配するときには半分の電力量、即ち3dBのロスが発生するが、これは合成でも同じで、アナログ的な合成を行う場合には、接続されるアンテナの数だけ受信信号のロスが大きくなり、各アンテナでの受信レベルが下がったり、復調に必要となる信号のレベルのロスが大きくなって、やはり正確な復調ができないなどの問題があった。 Furthermore, there is a problem that the power loss is large when the RF signal is synthesized as it is. Since the synthesis with the RF signal as it is becomes an analog synthesis, for example, a half power loss, that is, a loss of 3 dB occurs when dividing into two, but this is also the case with the synthesis. When doing so, the loss of the received signal increases by the number of connected antennas, the reception level at each antenna decreases, the loss of the signal level necessary for demodulation increases, and accurate demodulation is still possible. There were problems such as being unable to do so.
また、RF信号で合成する場合には、多数のアンテナから信号線を引き回す場合には(アンテナが多数になったり、アンテナの設置場所をさまざまにしたりする場合には、当然ながら同軸ケーブルなどの信号線を、各アンテナと受信合成器あるいは送信分配器との間に引き回す必要がある。しかし、この場合には、当然ながら高周波であるRF信号が送信と受信との間に流れているので、相互の干渉ノイズの影響が大きくなり、同様に受信信号の最終的な復調での正確性が大きく減ずることになる問題があった。 In addition, when combining with RF signals, when signal lines are routed from a large number of antennas (of course, when there are a large number of antennas or various antenna installation locations, signals such as coaxial cables are used. The wires need to be routed between each antenna and the reception synthesizer or transmission distributor, but in this case, of course, a high frequency RF signal flows between transmission and reception, so As a result, there is a problem that the accuracy of the final demodulation of the received signal is greatly reduced.
また、各アンテナや送信分配器などに、個別に電源を供給する必要があり、この電源線
を引き回すことでの、ノイズ発生の影響も大きい問題があった。
Further, it is necessary to individually supply power to each antenna, transmission distributor, and the like, and there is a problem that the influence of noise generation due to routing of the power line is great.
即ち、従来提案されている複数のアンテナと一つの読み書き部を、送信分配器と受信合成器を用いて接続する構成では未だ不十分なものであった。 That is, a configuration in which a plurality of conventionally proposed antennas and one read / write unit are connected using a transmission distributor and a reception synthesizer is still insufficient.
あるいは、このようなRF信号での合成の問題を回避するために、複数のアンテナには共通のRF信号を分配して出力するが、受信においては、各アンテナ毎に復調するという方式をとるものも提案されていたが、この場合には、大きな回路規模を要する復調部を多数設ける必要があるなど、結局は小型化やコスト面の問題が解決されていなかった。 Alternatively, in order to avoid such a synthesis problem with RF signals, a common RF signal is distributed and output to a plurality of antennas, but reception is performed by demodulating each antenna. However, in this case, it is necessary to provide a large number of demodulator units that require a large circuit scale, and as a result, the problems of downsizing and cost have not been solved.
本発明は、上記の課題に鑑み、多数の出入り口での無線通信媒体を利用した入出認証や、広い領域に無作為に存在する無線通信媒体の認識などを非常に簡単な構成で実現し、送信分配や受信合成を行っても、ノイズやロスの影響を回避し、正確な復調を実現することのできる無線通信媒体処理装置および無線通信媒体処理システムを提供することを目的とし、従来の構成では正確な復調、即ちID認証ができなかった問題を十分に解析して、これらを多方面からの工夫により解決したものである。 In view of the above problems, the present invention realizes entry / exit authentication using wireless communication media at a large number of entrances and exits, recognition of wireless communication media randomly existing in a wide area, etc. with a very simple configuration, and transmission The purpose of the present invention is to provide a wireless communication medium processing device and a wireless communication medium processing system that can achieve accurate demodulation, avoiding the effects of noise and loss, even if distribution and reception synthesis are performed. The problem that the accurate demodulation, that is, the ID authentication could not be performed is sufficiently analyzed, and these are solved by various ideas.
本発明は、複数のアンテナと、複数のアンテナと、複数のアンテナの各々に直結されたアンテナ基板と、複数のアンテナおよびアンテナ基板とは別体で設けられ複数のアンテナからの信号を処理する受信部と、複数のアンテナと受信部とをアンテナ基板を介して接続する受信線と、アンテナ基板に設けられ複数のアンテナに受信される受信信号の周波数を低くし検波信号とする検波部とを有し、検波信号を受信線を介して受信部に送ることを特徴する。 The present invention provides a plurality of antennas, a plurality of antennas, an antenna board directly connected to each of the plurality of antennas, and a plurality of antennas and a reception board that processes signals from the plurality of antennas provided separately from the antenna board. A receiving line that connects the plurality of antennas and the receiving unit via the antenna substrate, and a detection unit that is provided on the antenna substrate and lowers the frequency of the reception signal received by the plurality of antennas to generate a detection signal. The detection signal is sent to the receiving unit via the receiving line .
これにより、他の受信線の引き回しとの間に起こるノイズの影響を回避して、正確な復調を行うことができ、確実なID認証が可能となる。 As a result, it is possible to avoid the influence of noise that occurs during routing of other reception lines, perform accurate demodulation, and ensure ID authentication.
また、検波信号であるため、受信線の引き回しにおけるノイズ発生や、相互干渉を防止することができるメリットがある。 Further , since it is a detection signal, there is an advantage that it is possible to prevent noise generation and mutual interference in routing of the receiving line.
(実施の形態1)
図1、図2、図3、図5は本発明の実施の形態1における無線通信媒体処理装置の構成図であり、図4、図6、図7は本発明の実施の形態1における無線通信媒体処理装置の一部の構成図である。
(Embodiment 1)
1, 2, 3, and 5 are configuration diagrams of the wireless communication medium processing apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIGS. 4, 6, and 7 are wireless communication according to the first embodiment of the present invention. It is a block diagram of a part of a medium processing apparatus.
1は無線通信媒体処理装置、2は読み書き部、3は送信分配器、4は受信合成器、5はアンテナ、6はアンテナ回路基板、7は送信線、8は受信線、9は送信幹線、10は受信幹線、11は無線通信媒体、12はアップコンバージョン部、13は検波部、13aはダウンコンバージョン部、14は送信信号増幅器、15は受信信号増幅器、16は送信信号出力先切り替え部、17は受信信号入力切り替え部、18は送信信号電力切り替え部、19はAアンテナ、20はBアンテナ、21はCアンテナ、22は受信電力算出部である。 1 is a wireless communication medium processing device, 2 is a read / write unit, 3 is a transmission distributor, 4 is a reception synthesizer, 5 is an antenna, 6 is an antenna circuit board, 7 is a transmission line, 8 is a reception line, 9 is a transmission trunk line, 10 is a reception trunk line, 11 is a wireless communication medium, 12 is an up-conversion unit, 13 is a detection unit, 13a is a down-conversion unit, 14 is a transmission signal amplifier, 15 is a reception signal amplifier, 16 is a transmission signal output destination switching unit, 17 Is a received signal input switching unit, 18 is a transmission signal power switching unit, 19 is an A antenna, 20 is a B antenna, 21 is a C antenna, and 22 is a received power calculation unit.
最初に、図1を用いて各部の概要について説明し、その後に図2〜図7を用いて、各部の変形された態様や構成、機能について説明し、最後に実施の形態1における無線通信媒体処理装置の動作について説明する。 First, the outline of each unit will be described with reference to FIG. 1, then the modified mode, configuration, and function of each unit will be described with reference to FIGS. 2 to 7, and finally the wireless communication medium in the first embodiment. The operation of the processing apparatus will be described.
まず、無線通信媒体処理装置1について説明する。
First, the wireless communication
無線通信媒体処理装置1は、ICタグ、ICカード、IDカード、IDタグ、などの非接触で通信を行うことのできる無線通信媒体11との間で、データの書き、もしくは読み、もしくは読み書きを行うことのできる装置であり、いわゆる、リーダー、リーダーライターなどと総称されるものである。なお、図では内部構成が表されているが、必要に応じて筐体に格納されたり、種々のシステムを構成する建物内部、構造体に格納されたりするものである。
The wireless communication
次に、読み書き部2について説明する。
Next, the read /
読み書き部2は、いわゆる無線通信媒体処理装置1において、実際に無線通信媒体に対して書き込むデータを変調したり、あるいは無線通信媒体11から受信したデータを復調して、そのIDコードを認証したりする。場合によっては、この読み書き部2をリーダーやリーダーライターと呼ぶ場合もある。また、読み書き部2は、電子部品や、集積回路(いわゆるICやLSI)から構成され、全ての機能がハードウェアで構成されてもよく、あるいはCPUを中心としてソフトウェアで構成されてもよく、それぞれが複合して構成されてもよいものである。また、読み書き部2においては、必要に応じて無線通信媒体11からのIDコードの認識を行う際に、誤り検出や誤り訂正が行われたり、IDコード認識の後に、その結果を表示する表示部や音声などによる報知手段が設けられたりしてもよいものである。
In the so-called wireless communication
また、読み書き部2は、無線通信媒体処理装置1の全体の制御を行う制御部を有していてもよく、ユーザーが装置を動作させたり、種々の命令を与えたりするための、命令入力手段(例えばタッチパネルやキーボードなど)を備えていてもよいものである。また、装置全体の同期処理を行い、あるいは異常検出処理を行うなどの全体制御を行うことも好適
である。
Further, the read /
また、読み書き部2においては、送信においては、無線通信媒体11に対して電力を与えるためのデータが送信幹線9を経由して出力され、あるいは、無線通信媒体11に対して書き込むデータが変調して、同様に送信幹線9を経由して出力される。
In the reading /
このため、読み書き部2には変調部、復調部などが含まれる。
For this reason, the read /
次に、送信分配器3について説明する。
Next, the
送信分配器3は読み書き部2から出力された送信信号を分配して、その先に接続されている複数のアンテナ5に分配して出力する。出力においては、送信線7を経由してアンテナ回路基板6に入力して、アンテナ5へ与えられる。送信信号がアンテナ5に出力されることにより、後で詳述するように、無線通信媒体11に対して磁界が及ぼされて電力が与えられ、データの書き込みが行われる。
The
送信分配器3は接続されるアンテナ5に、通常状態においては、同一信号を出力する。このため、従来の技術と異なり、一つの読み書き部2であるにも係らず、多数のアンテナ5を同時に動作させることが可能であり、例えばアンテナ5が異なる別の場所に多数配置されている場合に、これらのいずれかの通信範囲に存在する無線通信媒体11との通信が可能となるものである。あるいは、非常に広い通信範囲を実現することができるものである。
The
次に、受信合成器4について説明する。
Next, the
受信合成器4は、接続される複数のアンテナ5からの受信信号を合成して、受信幹線10を経由して読み書き部2に出力する。これにより、多数のアンテナ5で受信された、無線通信媒体11からの受信信号の全てが、読み書き部2に集約されて受信されることになる。読み書き部2では、この合成された受信信号を復調してIDコードを復調して、そのIDコードを認識することができる。
The
このように、多数のアンテナからの受信信号を、受信合成器4を用いて合成することで、多数のアンテナを同時受信可能として、異なる場所に存在する多数のアンテナ5において、無線通信媒体11がいずれの場所にあっても、常に通信を行って、そのIDコードを認識することが可能となる。
As described above, the reception signals from the multiple antennas are combined using the
なお、このとき、受信合成器4においては、アンテナ5で受信されたRF信号そのものではなく、検波された検波信号が合成される。検波については後で述べるように、受信信号がASKやFSKなどで変調されていれば、整流器やダウンコンバージョン部などを用いたりすることで実現される。あるいは、PSKや多値変調や直交変調などが用いられていれば、さらに直交復調などが用いられて検波されることもある。
At this time, the
この検波信号を生成する検波部13は、アンテナ5に直結されたアンテナ回路基板6に設けられても良く、あるいはアンテナ5と受信合成器4との間のいずれかの場所に設けられても良く、あるいは、受信合成器4内部に設けられても良い。しかしながら、アンテナ5に直結したアンテナ回路基板6に設けられることで、各アンテナ5から受信合成器4に対して引き回される受信線8には高周波のRF信号ではなく、検波されて、周波数が低くなった(倍によっては、未だ連続性を持っているが、やや離散性をもったデジタル信号に近いベースバンド信号である)検波信号が流れるため、相互干渉がない。
The
また、低周波となっていることで、ノイズにも強くなり、合成時に余分なノイズの影響を受けにくくなり、従来のようにRF信号のままでアナログ的に合成する場合に比べて、ノイズによる波形変動や合成時の波形崩れを防止することが可能である。 In addition, since it is low frequency, it is also resistant to noise, and is less susceptible to extra noise during synthesis. It is possible to prevent waveform fluctuations and waveform collapse during synthesis.
また、すでに検波信号となっているため、信号の合成も、単純な加算器を用いることですむため、アンテナの数に比例する信号電力ロスも生じない。このため、受信合成器4において合成され、読み書き部2に出力された信号の復調においては、合成の時点でのノイズや電力ロスが、従来の技術と異なりほぼ回避されているため、正確な復調が可能となり、ID認証における誤判定などの発生を非常に抑えることができる。
In addition, since it is already a detection signal, it is only necessary to use a simple adder to synthesize the signal, so that no signal power loss proportional to the number of antennas occurs. For this reason, in the demodulation of the signal synthesized by the
このため、大きな回路を必要とする誤り訂正などを必要とすることもなくなるメリットもあり、装置の小型化と、低コスト化の要求を満たすことができる。 For this reason, there is an advantage that error correction that requires a large circuit is not required, and the requirements for downsizing and cost reduction of the apparatus can be satisfied.
また、従来の技術のように、復調部を複数持つ必要もなく、低コスト、小型化も実現される。 Further, unlike the prior art, it is not necessary to have a plurality of demodulation units, and the cost and size can be reduced.
更に、このとき、従来の技術のように、多数の読み書き部2を用いる場合と異なり、読み書き部2間同士での同期処理などが不要となり、IDコードの誤読などがなくなるメリットもある。あるいは、従来の技術のように、アンテナ切り替えスイッチにより、アクティブとなるアンテナ5を適宜切り替えることが不要なので、通信範囲は広く、当然ながら同時に全てのアンテナ5を用いた通信が実現される。
Furthermore, at this time, unlike the case of using a large number of read /
なお、送信分配器3、受信合成器4は、読み書き部2と別の場所に設置されてもよく、あるいは、同じ場所に設置されてもよく、同じ筐体に格納されてもよい。また、送信分配器3、受信合成器4は電子部品による組み合わせにより形成されてもよく、専用のLSIにより形成されてもよく、ソフトウェアや、ハードウェアの組み合わせで構成されてもよいものである。ソフトウェアで構成されれば、種々の事後的な変更に対応する事が容易となり、ハードウェアで構成されれば、低消費電力化や小型化が促進されるものである。
The
次に、アンテナ5について説明する。
Next, the
アンテナ5は、無線通信媒体11と読み書き部2との中継となって、通信を実現し、無線通信媒体に磁界を付与する。
The
アンテナ5は、導体から形成されており、導体は単一金属から形成されてもよく、合金でもよく、セラミックや樹脂などに金属コーティングなどを施したものなど、さまざまなものであってよい。スチール、ステンレス、アルミニウムなどが好適であるが、他の材料であってもよい。また、遠方磁界を防止するために、電界漏洩防止板などをアンテナ5の周囲に配置することや、磁界を一定範囲に集中させるために、磁性体板を配置することも好適である。
The
また、アンテナ5は図1などでは、ループ形状を有するループアンテナが表されているが、ループアンテナ以外であっても、棒状のアンテナや板状のものであっても良い。また、二次元平面状に開口部を有するループアンテナのみでなく、3次元空間に開口部を形成する三次元形状のループアンテナとすることも好適である。この場合には、無線通信媒体11の位置や向きに係らず、磁界を及ぼすことが可能となり、通信範囲の拡大が図られるものである。
Further, in FIG. 1 and the like, the
また、アンテナ5の導体の任意の箇所に、伸縮部や折り曲げ部などを設けることで、アンテナ5の形状や大きさを、任意に変更可能とすることができ、使用態様や設置場所に適
切に対応できるアンテナ5を実現することができる。
In addition, by providing a stretchable part, a bent part, etc. at any location of the conductor of the
このようなアンテナ5は例えば、オフィスフロアに存在する、多数の各出入り口に設置し、店舗の出入り口に設置するなどがある。
For example, such an
次に、アンテナ回路基板6について説明する。
Next, the
アンテナ回路基板6はアンテナ5に接続されており、アンテナ回路基板6は、送信線7、受信線8と接続されて、その先に送信分配器3、受信合成器4と接続される。
The
アンテナ回路基板6には、アンテナ5に信号電流を給電する給電部、アンテナ5で受信した信号電流を受信線8に出力する受信部、インピーダンス整合を取るための整合回路、終端抵抗、送受信周波数を調整する共振回路などが実装される。
The
なお、これらは個別の電子部品として実装されてもよく、集積回路として実装されてもよく、同一基板に実装されても、別基板に実装されてもいずれでもよいものである。また、基板でなくとも、ディスクリートの電子部品を筐体に格納して形成されてもよく、アンテナ5を含んで格納されてもよいものである。
Note that these may be mounted as individual electronic components, may be mounted as an integrated circuit, and may be mounted on the same substrate or mounted on different substrates. Further, even if it is not a substrate, it may be formed by storing discrete electronic components in a housing, or may be stored including the
無線通信媒体11は上記に説明したとおり、ICタグ、ICカード、IDタグ、IDカード、非接触カードなど、種々の非接触で無線通信を行って、そのIDコードなどを通信する媒体であり、通常は、アンテナ5からの磁界により発生する誘導電流により、電力が供給されるが、自ら電力を持つ無線通信媒体11であってもよいものである。
As described above, the
以上が、図1に表されるように、実施の形態1における基本的な無線通信媒体処理装置1の基本的構成であり、従来の技術のように、多数の読み書き部2を必要とせず、非常に低コストの無線通信媒体処理装置が実現される。
The above is the basic configuration of the basic wireless communication
次に、図2を用いて、送信線7や受信線8において、従来の技術のように、RF信号を伝達させていた場合に問題となっていたノイズを解消するために、ベースバンド信号を用いて、伝達させる方式について説明する。
Next, with reference to FIG. 2, in order to eliminate noise that has been a problem when the RF signal is transmitted in the
アップコンバージョン部12では読み書き部から出力された信号が送信幹線9においては、ノイズ耐性の高いベースバンド信号を、アンテナ5から無線通信媒体11に対して送信する際には、規格などで定められた所定の高い周波数に増加させる処理が行われる。例えば、ミキサーやVCOなどが用いられて、数KHz〜数百KHz程度のベースバンド信号を、アップコンバージョンすることで、MHz単位の周波数に増加させて、アンテナ5から無線通信媒体11への送信を、所望の周波数とすることが可能となる。例えば、RF−IDの規格などで定まっている13.56MHzに増加させることなどである。
In the up-
なお、このとき、不要な高調波成分をローパスフィルタで取り除くことも好適である(図示せず)。 At this time, it is also preferable to remove unnecessary harmonic components with a low-pass filter (not shown).
アップコンバージョン部12は、図4に示されるように、あらかじめ読み書き部2や送信分配器3などに実装されており、これにより送信周波数へ送信信号が周波数変換される。なお、アップコンバージョン部12を用いず、他の方法によりアップコンバージョンしてもよいものである。
As shown in FIG. 4, the up-
なお、RF−IDの規格の一つであるIDOISO15693においては、13.56MHzで通信することが規定されている。 Note that IDO ISO 15693, which is one of the RF-ID standards, specifies that communication is performed at 13.56 MHz.
次に検波部13について説明する。
Next, the
検波部13は整流器やダウンコンバージョン部13aが用いられる。
As the
検波部13ではアンテナ5で無線通信媒体5から受信した受信信号の検波が行われる。
In the
受信信号がASKやFSKで変調されている場合には、整流器を用いることで、大体のなだらかな曲線を持つ波形を得ることができる。このとき変調方式がASKであればデータの「1」を表す部分は段々の山形をした波形に整流されるため、読み書き部2において、最終的に包絡線復調などでデジタルデータを復調することが可能となり、デジタルデータを取り出すことができる。
When the received signal is modulated by ASK or FSK, a waveform having an approximately gentle curve can be obtained by using a rectifier. At this time, if the modulation method is ASK, the portion representing the data “1” is rectified into a stepped waveform, so that the read /
FSKの場合には、整流可能な周波数帯域を変えておくことで、整流後の波形を、周波数の高い部分と低い部分に分けて、これをクロックサンプリングやフィルタなどで分離して、データの「1」、「0」を分離して、デジタルデータを復調することができる。 In the case of FSK, by changing the frequency band that can be rectified, the rectified waveform is divided into a high frequency part and a low frequency part, and this is separated by clock sampling, a filter, etc. Digital data can be demodulated by separating "1" and "0".
また、ダウンコンバージョン部13aを用いて、一旦低い周波数に下げてから、処理を行うことも好適である。この場合にはノイズが少なくなる上に、低コストの回路での処理が可能となる。このときには、クロックサンプリングなどが有効に用いられて復調される。
In addition, it is also preferable to perform processing after the frequency is once lowered to a low frequency using the down-
ダウンコンバージョン部13aは、ミキサーやVCOなどが用いられ、必要となる乗算器などは、アップコンバージョン部12とダウンコンバージョン部13aと共用されてもよいものである。
As the
アンテナ5で受信された受信信号は、RF−IDの規格などで決まっている例えば13.56MHzの高い周波数を有する信号であり、これが、受信合成器4までに接続される受信線8や、読み書き部2に接続される受信幹線10を伝達する信号が、高周波であることによるノイズの発生が問題となる。
The reception signal received by the
このとき、ダウンコンバージョン部13aにおいて、数KHz〜数百KHzなどの低周波であるベースバンド信号に周波数低減されていることで、ノイズ耐性が高まり、上記の問題が解決される。
At this time, in the down-
特に、多数のアンテナ5が接続されて、一つの読み書き部2に集約される上、上り回線である送信側と、下り回線である受信側とが、複雑に絡み合う場合には、高周波では、ノイズの問題がシビアになるが、このように、アップコンバージョン部12とダウンコンバージョン部13aにより、信号を低周波のベースバンド信号に落として伝達することで、これらのノイズ問題を解決することができるものである。これにより、従来はこれを回避するために、多数の読み書き部を設けて、コストを上昇させるか、同時動作を犠牲にするアンテナ切り替えスイッチを導入するかの必要があったのを回避することができるようになったものである。
In particular, when a large number of
なお、図2においては、検波部13はアンテナ回路基板6に実装されているが、例えば送信分配器3や受信合成器4に実装されてもよく、別の筐体や基板に実装されてもよく、送信分配器3や受信合成器4、読み書き部2、などと共に全てが一つの筐体や基板に格納、実装されてもよいものであり、使用態様や設置場所において、適宜決定されればよいものである。
In FIG. 2, the
以上のように、多数のアンテナ5を一つの読み書き部2を基点に、送信分配器3と受信合成器4を用いて、同時動作させる際に問題となる、ノイズ発生やノイズの回り込みを防止し、さらに、ノイズを原因とする誤読や未読を防止することができるものである。
As described above, it is possible to prevent noise generation and noise wraparound, which are problems when simultaneously operating a large number of
次に、図3を用いて、送信信号、受信信号の読み取り精度を向上させるために、増幅器を用いる場合について説明する。 Next, the case where an amplifier is used to improve the reading accuracy of the transmission signal and the reception signal will be described with reference to FIG.
送信信号増幅器14は送信信号の伝達経路に実装されており、送信信号の電力を増幅するものである。
The
また、受信信号増幅器15は受信信号の伝達経路に実装されており、受信信号の電力を増幅するものである。
The
送信信号増幅器14はパワーアンプが用いられることが好適であり、受信信号増幅器15はローノイズアンプが用いられることが好適である。
The
また、送信増幅器はアップコンバージョン部12での周波数増加の後に実装されることがノイズ排除などの点から好ましいが、状況に応じて、送信分配器3や読み書き部2に設けてもよい。また、アンテナ5毎に、一つずつ送信信号増幅器12を実装することでもよいが、コストの観点から、送信分配器3や読み書き部2などにおいて、アンテナ毎に信号を分配する前段に配置して、送信信号増幅器12の個数を削減することも好適である。
The transmission amplifier is preferably mounted after the frequency increase in the up-
同様に、受信増幅器は、図3のように検波部13の出力後に配置されても、図5のように検波部13の前に配置されても良い。また、受信合成器や読み書き部2での、受信信号が合成された後に配置されることでもよい。また、これらはディスクリートの素子でもよく、集積回路として、他の検波部13やその他のインピーダンス整合回路などとまとめて集積されてもよく、この場合には、小型化や低消費電力化などが実現されるものである。
Similarly, the reception amplifier may be arranged after the output of the
図4には、送信分配器3において、送信信号を分配する前に、アップコンバージョン部12と送信信号増幅器14が配置されている場合と、受信合成器4において、複数のアンテナ5からの受信信号が合成された後にダウンコンバージョン部13aと受信信号増幅器15が配置されている場合とが示されている。もちろん、上記のように読み書き部2内部に配置、実装されてもよいものである。
FIG. 4 shows the case where the up-
なお、これらは一つの筐体に格納された装置に格納されてもよく、別体の筐体に別々に格納されて、フレキシブルに配置されてもよいものである。 These may be stored in a device stored in one housing, or may be stored separately in a separate housing and arranged flexibly.
以上は、読み書き部2から接続されている多数のアンテナ5を同時動作させて、これらのいずれかのアンテナ5の通信範囲に存在する無線通信媒体11と、同時通信、あるいは複数の無線通信媒体11との同時通信を、実現させるために、接続される全てのアンテナ5に送信信号を分配し、受信信号を合成する場合について説明されている。
As described above, a large number of
次に、図5〜図7を用いて、使用態様により、複数のアンテナ5のうち、いずれか一部を適宜選択して動作させることについて説明する。
Next, using FIG. 5 to FIG. 7, a description will be given of appropriately selecting and operating any one of the plurality of
図5には、送信分配器3内部に、複数のアンテナ5のいずれか任意のものを(単数、あるいは複数)選択して送信信号を出力する送信信号出力先切り替え部16が実装され、同様に、受信分配器4には複数のアンテナ5からの受信信号の内、任意のものを(単数、あるいは複数)選択して受信信号を出力する受信信号入力切り替え部17が実装されている状態が表されている。
In FIG. 5, a transmission signal output
送信信号出力先切り替え部16は、読み書き部2から出力された送信信号を、複数のアンテナ5のうち、いずれのアンテナに出力するかを切り替える動作を行う。例えば、スイッチや、減衰器などを用いて実現される。例えば、多数のアンテナ5が配置されている場合に、ある時間帯や、ある状態においては不必要な場所に配置されているアンテナ5の動作を停止させて、消費電力を削減する場合などに有効である。あるいは、図5に示される無線通信媒体処理装置1を、オフィスフロアの入出力管理などのセキュリティに用いる場合などに、特定の出入り口において、完全に入退出を遮断するために、そこに配置されたアンテナ5を停止させて、無線通信媒体11の認証を完全に遮断する(すなわち、入退出を完全に遮断する)場合などに適切である。
The transmission signal output
このように、送信信号出力先切り替え部16により、送信信号を出力するアンテナ5を適宜選択することで、必要とするアンテナのみをアクティブにして、特定のアンテナ5の通信範囲に置いてのみ、無線通信媒体との通信を可能とする。
In this way, by appropriately selecting the
一方、受信信号入力切り替え部においても、同様に、複数のアンテナ5で受信した受信信号のうち、任意のいずれかのアンテナ5からの受信信号のみを選択して、合成し、読み書き部2に出力する。
On the other hand, in the received signal input switching unit, similarly, only received signals from any one of the
例えば、これも同様に、任意の場所に配置されているアンテナ5からの受信信号については、これの認識を遮断し、受信信号の合成対象外として選択されていないアンテナ5の通信範囲における無線通信媒体11は、ID認証の対象外とすることで、セキュリティの向上や、ユーザーフレンドリーな装置を構成することができるメリットがあるものである。
For example, similarly, for a received signal from an
次に、図6には、アンテナ5の形状などの相違に応じて、読み書き部2からアンテナ5に与えられる送信信号の電力を適宜変更する場合が示されている。
Next, FIG. 6 shows a case where the power of the transmission signal given from the read /
例えば、図6に示されるように、Aアンテナ19、Bアンテナ20、Cアンテナ21はそれぞれそのループ形状や開口部の大きさが相違するアンテナである。
For example, as shown in FIG. 6, the
これらは、例えば設置場所の大きさや形状の違い、あるいは、設置場所での所望の通信範囲の違いなどに依存して相違するものである。例えば、オフィスフロアや店舗に存在する複数の出入り口において、Aアンテナ19は中型のドアに設置され、Bアンテナ20は窓に接地され、Cアンテナ21はメインゲートに設置される場合などがある。
These differ depending on, for example, differences in the size and shape of the installation location, or differences in the desired communication range at the installation location. For example, in a plurality of entrances and exits on an office floor or a store, the
このように、アンテナの形状が相違する場合には、通信範囲も相違するため、与える送信信号(結果として無線通信媒体11に与えられる)の必要とされる電力が相違する。このため、このように、アンテナの形状、大きさ、位置、配置、所望の通信範囲に応じて、送信信号電力切り替え部18において、電力切り替えが行われる。例えば、異なる信号増幅器を用いて、電力を切り替えるなどで実現される。
In this way, when the antenna shapes are different, the communication ranges are also different, so that the required power of the transmission signal to be applied (results applied to the wireless communication medium 11) is different. For this reason, the transmission signal
これにより、必要に応じて適切な電力量を有した、送信信号が各アンテナに与えられることが可能となり、適切な通信範囲が確保され、無線通信媒体11との通信の確実性の向上が図られる。
As a result, a transmission signal having an appropriate amount of power can be given to each antenna as necessary, an appropriate communication range is ensured, and reliability of communication with the
なお、このとき、あらかじめプログラムされた情報テーブルに、アンテナの形状や大きさをデータベース化しておくことで、このプログラムに従って、送信信号電力切り替え部18における、出力信号電力を切り替えることも好適である。この場合には、事後的に、プログラムのみを変更することで、簡単に変更に対応することが可能となり、ユーザーフ
レンドリーの高い、無線通信媒体処理装置が実現される。
At this time, it is also preferable to switch the output signal power in the transmission signal
なお、もちろん、アンテナ回路基板6などにアンテナ情報を適宜入力して、これを送信信号電力切り替え部にフィードバックさせることで、適切な電力切り替えを実現することが可能となる。
Of course, it is possible to realize appropriate power switching by appropriately inputting antenna information to the
次に、図7に示されるように、複数のアンテナごとの受信信号の受信電力を算出することで、更なるこまかなアンテナ選択制御を実現することについて、説明する。 Next, as shown in FIG. 7, a description will be given of realizing further fine antenna selection control by calculating the reception power of the reception signal for each of the plurality of antennas.
受信電力算出部22は、Aアンテナ19、Bアンテナ20、Cアンテナ21のそれぞれの受信電力を算出する。受信電力の算出は、単位時間当たりの、電力振幅量を積分するなどして、算出され、それぞれのアンテナでの受信信号の受信電力が算出される。このとき、例えば、Aアンテナ19、Bアンテナ20、Cアンテナ21が、それぞれ無作為に配置されていた場合に、いずれかのアンテナの近傍を無線通信媒体11が存在する場合がある。このとき、例えばBアンテナ20が配置されている通信範囲ばかりに(例えば、Bアンテナ20が配置されている出入り口のみばかりで、無線通信媒体11が通過するなど)無線通信媒体11が存在する場合には、Bアンテナ20での受信電力のみが常に大きく、ほかは小さいか、ゼロであることになる。このような経験則が当てはまる状態になっている場合には、Bアンテナ20のみからの受信信号を選択して読み書き部2で復調することが最も効率的であるし、送信においても、送信信号出力先切り替え部16で、Bアンテナ20のみを選択してアクティブにすることも、消費電力削減などの面から好適である。
The reception
あるいは、Bアンテナ20のみの受信電力が大きいと判断される場合には、Aアンテナ19やCアンテナ21においては、無線通信媒体11との距離が大きすぎて、通信が困難になっている可能性もある。このような場合には、送信信号電力切り替え部18において、Aアンテナ19、Cアンテナ21に対する送信電力を増加させて、無線通信媒体11との通信精度を上げることも好適である。受信信号の復調においても同様である。
Alternatively, if it is determined that the reception power of only the
このように、複数のアンテナからの受信信号の受信電力を算出する受信電力算出部22を設けることで、通信範囲の適切な限定による低消費電力化やセキュリティ強化、ユーザーの使用態様への適切な対応、あるいは、通信能力の適切な向上などが実現されるメリットがあり、よりユーザーフレンドリーな無線通信媒体処理装置が実現される。
Thus, by providing the reception
次に、無線通信媒体処理装置1の動作について説明する。
Next, the operation of the wireless communication
読み書き部2から必要な送信信号が送信分配器3へ供給される。供給された送信信号は分配されて、各接続されるアンテナ5に出力する。アンテナ5の導体からは、この送信信号により磁界が発生する。このとき、アンテナ5の形状に従って、各ベクトル方向に磁界が発生する。
A necessary transmission signal is supplied from the read /
ここで、アンテナ5周辺にICタグやICカードなどの無線通信媒体11が存在する場合には、この導体から発生する磁界を受けて、無線通信媒体11に組み込まれている内部アンテナに誘導起電力が生じる。これにより無線通信媒体11に組み込まれているICに電力と信号データが供給される。電力が供給された無線通信媒体11などではでは搭載メモリからのデータに応じてスイッチと負荷回路からなる変調回路において負荷変動が発生し、この負荷変動が相互インダクタンスによりアンテナ5へ伝達される。アンテナ5ではこの負荷変動を信号として受信して、受信信号として受信合成器4に伝達される。受信合成器4では、これらの複数あるいは単数のアンテナ5での受信信号を合成され(このとき、場合によってはすでに整流や、ダウンコンバージョンによりベースバンド信号となっている)読み書き部2に出力される。このとき、同じIDコードをもつ無線通信媒体11で
あれば、これらの無線通信媒体11が複数存在しても、その合成された波形は崩れない。また、無線通信媒体11が単数であれば、複数のアンテナのうち、任意のアンテナ5で受信できた信号が合成されて、読み書き部2に伝達される。読み書き部2においてはこの信号が復調され、必要に応じて誤り検出なども行って信号が解析され、いわゆる「1」、「0」のデジタルデータが抽出される。この「1」、「0」データの列がIDコードなどを表し、これの解析の結果、無線通信媒体が有しているIDコードなどを認証することが可能となる。
Here, when the
もちろん、IDコード以外の種々の情報(例えば、名称、所属、組織などの情報など)を得ることも可能である。 Of course, it is also possible to obtain various information other than the ID code (for example, information such as name, affiliation, and organization).
しかも、多数のアンテナを同時動作させることができるので、例えば、オフィスビルにある多数の入り口それぞれでの同時平行的な入出管理や、店舗での万引き防止などに効果を発揮し、しかも、読み書き部は通常一つですむので、非常に低コストであるし、同時に管理も可能で、適宜、不要なアンテナを閉じて、任意の出入り口を遮断することも可能である。 In addition, since many antennas can be operated simultaneously, for example, it is effective for simultaneous parallel entrance / exit management at each of many entrances in an office building, shoplifting prevention in stores, etc. Since it is usually only one, it is very low-cost and can be managed at the same time. It is possible to close an unnecessary entrance and exit as necessary by closing unnecessary antennas.
なお、もちろん、読み書き部2が単数の場合だけでなく、複数あって、いくつかの階層構造を有していてもよいものである。
Needless to say, the number of read /
以上のような構成の無線通信媒体処理装置1により、従来の技術と異なり、コストの高い多数の読み書き部を必要とせず、低コストで、多数のアンテナを多種多様な場所に配置できる無線通信媒体処理装置を実現でき、更に、読み書き部間での同期処理の不備による、誤読や誤認識などを防止することができる。
Unlike the conventional technology, the wireless communication
更に、アクティブとするアンテナを切り替えるアンテナ切り替えスイッチを用いる従来の技術と異なり、同時に全てのアンテナを同時動作させることができ、種々の場所に配置されたアンテナの通信範囲に無作為に存在する無線通信媒体11との確実な通信が可能となる。特に、広域に多数のアンテナを配置した場合に、無線通信媒体が無相関に移動していても、これらを全て同時に通信可能とすることができ、アクティブになっているアンテナの通信範囲に存在することの偶然性に依存することが無くなるメリットがある。特に、時間待ちも無くなり、無線通信媒体11が存在する場所を探索する必要もない。また、スイッチ切り替えによるノイズなどの問題も無くなり、正確な通信が十分に可能となる。
Furthermore, unlike the conventional technology that uses an antenna changeover switch that switches the antenna to be active, all antennas can be operated simultaneously, and wireless communication that exists randomly in the communication range of antennas placed at various locations. Reliable communication with the medium 11 is possible. In particular, when a large number of antennas are arranged in a wide area, even if the wireless communication medium moves uncorrelated, they can all be communicated simultaneously and exist within the communication range of the active antenna. There is an advantage that it does not depend on the chance of things. In particular, there is no waiting time and there is no need to search for a place where the
更に、受信電力などを基準として、アクティブにするアンテナを選択したり、送信信号の電力を選択したり、受信信号を選択したりして、使用態様に応じたユーザーフレンドリーな無線通信媒体処理装置を実現することが可能となる。 Furthermore, the user-friendly wireless communication medium processing device according to the usage mode can be selected by selecting the antenna to be activated, selecting the power of the transmission signal, or selecting the reception signal based on the reception power. It can be realized.
なお、送信線、受信線の信号などのいずれかに、あらかじめ直流成分を重畳して伝送することで、各アンテナやアンテナ回路基板、送信分配器、受信合成器に余分な電源や電源回路、電源線を引き回すことなく、電源を供給することができることも好適なメリットである。 In addition, by superimposing and transmitting the DC component in advance to either the signal of the transmission line or the reception line, an extra power supply, power supply circuit, power supply for each antenna, antenna circuit board, transmission distributor, reception synthesizer Another advantage is that power can be supplied without drawing a wire.
以上のように、本発明では、従来の技術のように、複数の読み書き部を用いたり、あるいは、アンテナを一つずつ切り替えるというコスト高や使い勝手の悪さをなくして、一つの読み書き部に多数のアンテナを接続して、同時平行的に無線通信媒体との通信、及び復調処理などを実現することができた。 As described above, the present invention eliminates the high cost and inconvenience of using a plurality of read / write units or switching antennas one by one, as in the prior art, and a large number of read / write units in one read / write unit. By connecting an antenna, communication with a wireless communication medium and demodulation processing could be realized in parallel.
更に、従来の技術のように、RF信号により直接受信合成器4においてアンテナ5からの信号を合成することで発生する問題である、相互干渉でのノイズ、あるいは合成時のノ
イズ、あるいは合成時の電力ロスを起因とする、誤った復調と言う点に着目し、本発明では、一旦検波した信号を受信合成器4に入力することとし、これらの問題を解決して、多数のアンテナを接続した場合であっても、正確な復調ができるようにした画期的なものである。特に、アンテナ5に直結するアンテナ回路基板6に検波部13を設けた場合には、引き回される受信線8相互においてもノイズや干渉が無く、オフィスフロアなどの非常に広い範囲において、本装置を適用する場合であっても問題のない動作を確保できるものである。
Further, as in the prior art, there is a problem that occurs when the signal from the
更に、これらに加えて送信線や受信線などに、あらかじめ直流電位を信号に重畳して出力することで、各アンテナ5やアンテナ回路基板6などに、余分に電源線を引き回す必要が無くなり、ノイズ原因として非常に大きな電源線の引き回しを排除できることで、上記とあいまって、やはり広い場所などに本装置を適用する場合などに、ノイズなどの影響を防止して、正確な復調を実現することができ、一つの読み書き部と複数のアンテナが接続されて同時平行的に無線通信媒体を処理できる、信頼性の高い無線通信媒体処理装置を実現することができることに至ったものである。
Furthermore, in addition to these, a direct current potential is superimposed on the signal in advance on the transmission line, the reception line, etc., so that it is not necessary to route an extra power line to each
なお、変調、復調、ID認証や、これらの制御、あるいは結果の表示や命令の受付のための処理部やユーザーインターフェースを有した読み書き部、および検波部を有したアンテナ(形状などはさまざまでよい)、受信合成と送信分配が可能な中間装置(一つの基板や装置で構成されても良く、別体で攻勢されても良い)を、それぞれ独立させた状態で形成して提供することで、ユーザーの自由に組み合わせて、さまざまなシステムを構築することも可能であり、好適である。 It should be noted that the antenna (the shape and the like may be various) including a processing unit for modulation, demodulation, ID authentication, control of these, display of results, and reception of commands, a read / write unit having a user interface, and a detection unit. ), Providing an intermediate device (which may be composed of one board or device, or may be attacked separately) capable of receiving and combining and transmitting and distributing in an independent state, It is also possible and preferable to construct various systems by freely combining users.
(実施の形態2)
実施の形態2においては、複数の無線通信媒体、特に、同種認証されるIDコードを有する複数の無線通信媒体、もしくは異種認証されるIDコードを有する複数の無線通信媒体との通信を行う場合について説明する。
(Embodiment 2)
In the second embodiment, a case where communication is performed with a plurality of wireless communication media, in particular, a plurality of wireless communication media having ID codes that are authenticated in the same kind or a plurality of wireless communication media having ID codes that are authenticated differently. explain.
同種認証されるIDコード、異種認証されるIDコードについては、最初に説明したとおりである。 The same-type authentication ID code and the different-type authentication ID code are as described above.
図8、図10は、本発明の実施の形態2における無線通信媒体処理装置の構成図、図9は図8の場合の動作タイミングチャート図、図11は図10の場合の動作タイミングチャート図であり、図12は本発明の実施の形態2における無線通信媒体処理の動作タイムスロット図である。
8 and 10 are configuration diagrams of the wireless communication medium processing apparatus according to
11b、11c、11dは無線通信媒体で、11bと11cは同種のIDコードを有する無線通信媒体であるが、11dは異なるIDコードを有する無線通信媒体である。 11b, 11c, and 11d are wireless communication media, and 11b and 11c are wireless communication media having the same type of ID code, while 11d is a wireless communication medium having a different ID code.
23は読み書きID切り替え部であり、24は変調部、25は復調部である。 23 is a read / write ID switching unit, 24 is a modulation unit, and 25 is a demodulation unit.
変調部24は、実施の形態1で説明したように、アンテナ5を経由して無線通信媒体11bなどに書き込むデータを変調し、復調25は、実施の形態1で説明したように、受信信号を復調して、「1」、「0」からなるデジタルデータの抽出を実現する。
As described in the first embodiment, the
読み書きID切り替え部23は、一つの無線通信媒体処理装置1に接続される複数のアンテナ5の通信範囲に、相違するIDコードを有する無線通信媒体11が存在する場合に、あるIDコードを有する無線通信媒体11との通信を行う期間と、これとは別のIDコードを有する無線通信媒体11との通信を行う期間とを切り替えて動作させるための切り替え部である。
The read / write
この読み書きID切り替え部23により、一つの無線通信媒体処理装置1の通信範囲の中に、相違する複数のIDコードを有する無線通信媒体が存在する場合であっても、これらに対応して、正確な読み取りができるものである。仮に、この切り替え部が無ければ、相違するIDコード、すなわち、無線通信媒体からの信号パターンが受信合成器4で合成されてしまい、正確なデジタルデータの復調ができなくなり、誤読や誤認識が生じるものである。これに対して、読み書きID切り替え部23により、IDコード毎に処理を分割して行うことができるため、正確なデジタルデータの復調が可能となるものである。
Even if there are wireless communication media having different ID codes in the communication range of one wireless communication
すなわち、同種のIDコードを有する無線通信媒体11しか存在しないということが前提の無線通信媒体処理装置1であれば、読み書きIDコード切り替え部23では、切り替えることなく、一定のままで設定しておけばよく、異なるIDコードを有する無線通信媒体処理装置1の場合には、例えば、一定時間毎にタイムスロットに分割して、読み書きするIDコードを読み書き実行期間を繰り返すことなどで、相違する複数のIDコードを有する無線通信媒体の正確なデジタルデータの復調が実現される。
That is, if the wireless communication
まず、図8、図9を用いて、同種のIDコードを有する複数の無線通信媒体11b、11cが通信範囲に存在する場合について説明する。
First, a case where a plurality of
11b、11cは同種のIDコードを有する異なる無線通信媒体であり、無線通信媒体11bはAアンテナ19の通信範囲に属し、11cはCアンテナ21の通信範囲に属している。Bアンテナ20の通信範囲には無線通信媒体は存在していない。
ここで、Aアンテナ19、Bアンテナ20、Cアンテナ21の全てがアクティブになっており、読み書き部2を基点として送信信号が、各アンテナに伝達されて、無線通信媒体11b、11cとのやり取りが実現される。
Here, all of the
このため、複数の無線通信媒体11b、11cが存在する場合であっても、それぞれの通信範囲のAアンテナ19とCアンテナ21がアクティブであるため、同時平行的に両方と通信して、両方のIDコードを読み取ることができ、従来の技術のように、アンテナを切り替えたりする場合と異なり、順番待ち(従来の技術では、必ずしもAアンテナからCアンテナ21へと最短で切り替えることができるわけではなく、順番待ち時間も不要に長くなり、あるいは、いつまでも無線通信媒体11b、11cのいずれかが読み取れない場合もある)が不要である。
For this reason, even when there are a plurality of
図9のタイミングチャートを用いて、動作を説明する。 The operation will be described with reference to the timing chart of FIG.
タイミングチャートにおいて、左側の上段から各信号が並べられている。横軸は時間方向での変化を表しており、線の形状が信号波形である。 In the timing chart, signals are arranged from the upper left side. The horizontal axis represents the change in the time direction, and the shape of the line is the signal waveform.
信号は上段から、「読み書き部2からの出力信号」、「送信分配器3からの出力信号」、「Aアンテナ19での動作期間信号」、「Bアンテナ20での動作期間信号」、「Cアンテナ21での動作期間信号」、「Aアンテナ19での受信信号」、「Bアンテナ20での受信信号」、「Cアンテナ21での受信信号」、「受信合成器4での合成受信信号」、「復調されたデータ」、の順で並んでいる。
From the top, the signals are “output signal from read /
まず、読み書き部2から動作開始を許可する「ACK信号」が出力され、送信分配器3を介して、Aアンテナ19、Bアンテナ20、Cアンテナ21の全てにこの「ACK信号」が伝達されて、各アンテナにおいて動作が開始される。具体的には、各アンテナにおいて信号電流が流れ、これにより発生する磁界が無線通信媒体11b、11cに及んで、無
線通信媒体11b、11cに電力とデータが付与される。
First, an “ACK signal” permitting operation start is output from the read /
また、「ACK信号」と、「END信号」により区切られる区間が各アンテナでの動作が許可された動作期間を表し、SIG3、SIG4、SIG5に示されるように、Aアンテナ19、Bアンテナ20、Cアンテナ21でそれぞれ動作許可期間が設定される。
In addition, the section divided by the “ACK signal” and the “END signal” represents an operation period in which the operation of each antenna is permitted. As shown in SIG3, SIG4, and SIG5, the
この動作許可期間においては、無線通信媒体11b、11cには電力が供給されており、これに応じて、無線通信媒体11b、11c内部に存在するメモリに格納されているデータが、内部スイッチの切り替えなどに応じてAアンテナ19、Cアンテナ21に対して、相互リアクタンスにより、その負荷変動を及ぼして、信号が受信される。SIG6に表されるように、Aアンテナ19においては、波形変化が生じ、同様にCアンテナ21においても、波形変化が生じている。ここで、無線通信媒体11b、11cはそれぞれ同じIDコードを有するために、同形状の波形変化を生じさせている。これに対して、Bアンテナ20においてはその通信範囲に、無線通信媒体11が存在しないため、波形変化が生じていない。
During this operation permission period, power is supplied to the
同一形状波形のSIG6とSIG8が受信合成器4において合成され(ここで、実施の形態1で説明したように、アンテナと無線通信媒体との送受信周波数のままの周波数信号でもよく、ノイズを低減させるために、整流やダウンコンバージョンなどの検波を行って、ベースバンド信号に変化させてから合成してもよく、受信信号増幅器を用いて、信号増幅を行っても良い)、SIG9に示される信号波形が読み書き部2に出力される。同種IDコードを有する無線通信媒体11b、11cからの波形であるので、合成された合成波形SIG9も、その波形崩壊がなく、これらのIDコードに対応した信号波形を維持したまま、読み書き部2に出力される。
The SIG6 and SIG8 having the same shape waveform are synthesized by the reception synthesizer 4 (here, as described in the first embodiment, the frequency signal may be the same as the transmission / reception frequency between the antenna and the wireless communication medium, and noise is reduced. For this purpose, detection such as rectification or down-conversion may be performed to change to a baseband signal and then synthesized, or signal amplification may be performed using a reception signal amplifier), and the signal waveform shown in SIG9 Is output to the read /
読み書き部2においては、これを包絡線検波、周波数検波、同期検波などを行って復調し、デジタルデータを抽出する。DATA1では「01010101」の順に並べられたデジタルデータが復調されている。
The read /
この復調されたデジタルデータであるDATA1が、無線通信媒体11b、11cのもつIDコードであり、読み書き部2において、IDコードの適否認証などを行って、ID合致すれば、同じIDコードを持つ二つの無線通信媒体11b、11cの両方が同時にID承認されたことになる。
DATA1 which is the demodulated digital data is an ID code of the
例えば、同時に双方の無線通信媒体11b、11cを所有する社員の入門が認められるなどの処理が行われる。あるいは、それぞれの無線通信媒体11b、11cの商品が万引きではないと同時に判断されるなどに適用される。
For example, processing such as allowing the introduction of employees who own both
逆に、IDコードが適当でなければ、例えば、入出門は開かず、ゲートが閉じられたままになったり、商品に付されている場合には万引きとして、アラームが動作したりして、セキュリティなどへの応用時の適切な処理につながる。 On the other hand, if the ID code is not appropriate, for example, the entrance / exit will not open, the gate will remain closed, or if it is attached to the product, shoplifting will trigger an alarm, It leads to appropriate processing at the time of application to.
また、図9には示していないが、無線通信媒体11b、11cからの受信信号を合成する際に、Aアンテナ19〜Cアンテナ21のいずれのアンテナからのものによるものであるかの情報も付加して合成し、読み書き部2に出力することで、読み書き部2においては、いずれのアンテナの通信範囲において、ID認証がなされたかを判断することができる。
Also, although not shown in FIG. 9, information on which of the antennas A to 19 is used is added when combining the reception signals from the
例えば、オフィスフロアの入出セキュリティに応用している場合などは、Aアンテナ19とCアンテナ21が設置されているドアのみが開き、Bアンテナ20が設置されている
ドアは閉じたままになるなどの処理が可能となる。
For example, when it is applied to entrance / exit security on an office floor, only the door on which the
あるいは、無線通信媒体11b、11cがAアンテナ19、Bアンテナ20、Cアンテナ21の通信範囲を移動した場合であっても、そのいずれかのアンテナの通信範囲において認識がなされるものである。
Alternatively, even when the
次に、図10に示されるように、異種認証されるIDコードを有する無線通信媒体11b、11dが存在する場合についての動作を説明する。
Next, as shown in FIG. 10, the operation in the case where there are
11bと11dは異種のIDコードを有している。このように、異なるIDコードを有する無線通信媒体が、同じ無線通信媒体処理装置に接続されたアンテナの通信範囲に存在して、これらのIDコードを認証する必要がある場合がある。例えば、オフィスフロアの多数の出入り口セキュリティに、無線通信媒体によるID認証を用いる場合であって、無線通信媒体を所有する人の分類によりIDコードを分類して用いたい場合などである。 11b and 11d have different ID codes. As described above, there are cases where wireless communication media having different ID codes exist in the communication range of antennas connected to the same wireless communication medium processing device, and these ID codes need to be authenticated. For example, when ID authentication using a wireless communication medium is used for many entrance / exit security on an office floor, the ID code is classified according to the classification of the person who owns the wireless communication medium.
このような場合には、あらかじめ、ID認証対象として必要となるIDコードの種類分だけ、一定時間をタイムスロットに区切って、各タイムスロットにそれぞれのIDコードの認証サイクルを割り当てることを行う。 In such a case, the ID code authentication cycle is assigned to each time slot in advance by dividing the predetermined time into time slots by the number of types of ID codes necessary for ID authentication.
例えば、ID認証する必要のあるIDコードの種類が60種類あり、これ以外については、無線通信媒体処理装置において認証する必要が無い場合には、1分間を60のタイムスロットに分割(すなわち、1タイムスロットあたり1秒間)して、あるスロットにおいては、そのスロットに対応するIDコードだけを読み出すように、無線通信媒体との通信を行うようにする方式が用いられる。読み書き部2と無線通信媒体11との通信においては、ある任意の選択されたIDコードだけを読み出すように、無線通信媒体に対してデータを与えることで、これに該当しないIDコードを有する無線通信媒体に関しては、無線通信媒体からデータをアンテナに対して出力しない。このため、任意のタイムスロットの間においては、このタイムスロットに割り当てられたIDコードを有する無線通信媒体からのみのデータをアンテナは受信して、読み書き部2において復調されることになる。
For example, if there are 60 types of ID codes that need to be authenticated, and there is no need for authentication in the wireless communication medium processing device, 1 minute is divided into 60 time slots (ie, 1 In a certain slot, a method is used in which communication with a wireless communication medium is performed so that only an ID code corresponding to the slot is read out. In communication between the read /
図10にある読み書きID切り替え部では、このようなタイムスロットの切り替えなどを行って、読み出すIDコードを適宜切り替えることが実現される。なお、このような切り替えは、従来の技術の複数のアンテナの内から一つを選択して切り替えるスイッチとは異なり、IDコードの種類毎に通信時間帯を切り替えるものであるから、あくまでも全てのアンテナが同時動作していることに変わりは無い。 In the read / write ID switching unit shown in FIG. 10, it is possible to switch the ID code to be read out appropriately by switching such a time slot. Note that such switching is different from a switch that selects and switches one of a plurality of antennas in the prior art, and switches the communication time zone for each type of ID code. Are operating at the same time.
なお、図12には、IDコード毎に、無線通信媒体との通信を行う時間切り分けのタイムスロットの分割がタイミングチャート上に表されている。IDその1〜IDその6までを、ID認証の対象とする場合には、一定期間を6つのタイムスロットに分割して、ID認証を順番に実施することが行われる。
In FIG. 12, for each ID code, the time slot division of time division for performing communication with the wireless communication medium is shown on the timing chart. When
タイミングチャートから明らかな通り、IDその1期間においてはIDその1のみの信号がアンテナにおいて受信され、他のIDその2なども順次同様である。
As is apparent from the timing chart, the signal of
なお、時間をタイムスロットに分割するだけでなく、周波数上の帯域をチャネルに分割して対応する周波数分割多重を用いても良い。 In addition to dividing time into time slots, corresponding frequency division multiplexing may be used by dividing a frequency band into channels.
図10では、無線通信媒体11bがIDコード「ID_X」を有し、無線通信媒体11dがIDコード「ID_Y」を有するものである。また、無線通信媒体11bはAアンテナ19の通信範囲に存在し、無線通信媒体11dはCアンテナ21の通信範囲に存在する
。
In FIG. 10, the
このときの動作は、図11のタイミングチャート図に表されている。 The operation at this time is shown in the timing chart of FIG.
図11のタイミングチャートは、図9と同じ信号が上段から並べられ、横軸は時間軸上での変化を表し、線は波形の形状を表すものである。 In the timing chart of FIG. 11, the same signals as in FIG. 9 are arranged from the top, the horizontal axis represents the change on the time axis, and the line represents the waveform shape.
まず読み書き部2からID_Xとの通信を行うためのACK_X信号とEND_X信号が出力され、送信分配器3を経由して、各アンテナに出力される。これにより、Aアンテナ19、Bアンテナ20、Cアンテナ21のそれぞれで、ID_X認証を行うための通信を行う動作許可期間信号がアクティブとなる。これが、SIG12〜SIG14に表される「ID_X」期間信号である。
First, an ACK_X signal and an END_X signal for performing communication with ID_X are output from the read /
このID_X期間信号の間においては、ID_Xを有する無線通信媒体11bとの通信動作が行われる。図9でのタイミングチャートで示されたとおり、各アンテナに対して信号電流が流れ、磁界が発生して無線通信媒体11b、11dのそれぞれに誘導電力が与えられるが、ID_XのIDコードをもつ無線通信媒体11bのみにおいて、負荷変動によるアンテナへの信号の送信が行われるだけである。
During the ID_X period signal, a communication operation with the
すなわち、図10では、無線通信媒体11bはAアンテナ19の通信範囲に存在するので、SIG15に表されるように、Aアンテナ19においてのみ、波形に変化が生じ、これがAアンテナ19での受信信号として、受信合成器4で他の信号と合成されて読み書き部2に出力される。ID_XのIDコードを持つ無線通信媒体11bが存在しないBアンテナ20、Cアンテナ21では、いずれも信号において波形変化は生じていない。
That is, in FIG. 10, since the
このため、受信合成器4において、他のIDコードからなる信号波形と合成されることでの信号崩壊がなく、読み書き部2において正確にデジタルデータが復調される。ここでは、ID_Xとして「010101」と復調されている。
For this reason, in the
一方、同様にID_YのIDコードとの通信を行う期間信号である、ID_Y期間信号がアクティブの間には、ID_Yを有する無線通信媒体11dのみが、アンテナに対して、データを含む信号を送信し、SIG17に示すように、Cアンテナ21においてのみ波形変化のある信号が出力されるものである。
On the other hand, while the ID_Y period signal, which is a period signal for communicating with the ID code of ID_Y, is active, only the wireless communication medium 11d having ID_Y transmits a signal including data to the antenna. As shown in SIG17, a signal having a waveform change is output only at the
このCアンテナ21での信号も、受信合成器4では、他のIDコードを有する信号が存在しないため、信号波形の崩壊などがなく、最終的には読み書き部2において、正確にデジタルデータが復調される。ここでは、ID_YのIDコードは「01000101」であり、ID_Xとは相違する。
As for the signal from the
これにより、必要に応じて異なるIDコードを持つ複数の無線通信媒体11b、11dをほぼ同時に処理できる上、これらが、無線通信媒体処理装置1に接続されたいずれのアンテナの通信範囲にあったとしても同じように同時動作で処理することが可能であり、従来の技術のように、動作させるアンテナを順次切り替えるなどで、余分な待ち時間を生じさせたりする問題がない。もちろん、一つの読み書き部2で処理できるため、低コストも実現できるものである。
As a result, a plurality of
これらは、オフィスフロアや工場、店舗などに存在する多数の出入り口に、各アンテナを配置して、入退出管理を行ったり、万引き防止を行ったり、商品の出納管理を行ったりする場合に適切に適用可能なものである。 These are appropriate when managing antennas at many entrances and exits on office floors, factories, stores, etc. for entrance / exit management, shoplifting prevention, and product entry / exit management. Applicable.
なお、図8〜図11では、無線通信媒体が2つで、アンテナが3つの場合が示されているが、これ以上であっても、これ以下であってもよく、また、複数の読み書き部2を用いて、これを基点とした並列的、直列的な階層構造を更に複雑に攻勢してもよく、この場合には、更に複雑な処理を実現することが可能となるものである。 8 to 11 show a case where there are two wireless communication media and three antennas. However, the number may be more or less, and a plurality of read / write units may be used. 2 may be used to attack the parallel and serial hierarchical structure based on this in a more complicated manner. In this case, more complicated processing can be realized.
なお、実施の形態2であっても、実施の形態1と同様に、受信合成器においては検波後の検波信号が用いられて合成されることで、ノイズや電力ロスを十分に回避することができ、信号にあらかじめ直流成分を重畳させて、電源線の引き回しをなくすことでノイズへの耐性を強くすることで、正確な復調を実現し、特に、同種認証、異種認証などの複雑な処理を行う場合であっても、適切な処理ができる、従来の技術よりはるかに進歩した無線通信媒体処理装置、システムを実現することができる。 Even in the second embodiment, as in the first embodiment, noise and power loss can be sufficiently avoided in the reception synthesizer by using the detection signals after detection and combining them. This can be done by superimposing a DC component on the signal in advance and eliminating the power supply line to increase resistance to noise, thereby realizing accurate demodulation, especially for complex processing such as homogenous authentication and heterogeneous authentication. Even when it is performed, it is possible to realize a wireless communication medium processing apparatus and system that can perform appropriate processing and that is far more advanced than conventional techniques.
(実施の形態3)
実施の形態3においては、無線通信媒体処理装置が、種々の場合に適用された無線通信媒体処理システムについて説明する。
(Embodiment 3)
In the third embodiment, a wireless communication medium processing system will be described in which the wireless communication medium processing apparatus is applied in various cases.
なお、ここでシステムと言うのは例えばホストなどの集中処理を接続してより複雑な処理を行ったりする場合や、具体的な状態に適用したりする場合などについて便宜的に用いているだけで、無線通信媒体処理装置、無線通信媒体処理システムに解釈上の差異は格段には無いものである。 Note that the system here is only used for convenience when, for example, a centralized processing such as a host is connected to perform more complicated processing or when it is applied to a specific state. There are no significant differences in interpretation between the wireless communication medium processing apparatus and the wireless communication medium processing system.
実施の形態1および実施の形態2で説明された無線通信媒体処理装置1は、無線通信媒体を用いて、簡易かつ正確に管理を行う必要のある態様に対して、適切に用いることができ、非常に効果的である。
The wireless communication
特に、従来の技術と異なり、読み書き部を削減できるため、低コストかつ、複数の読み書き部を同期処理する面倒が無く、誤読や誤動作を防止することが可能となるメリットがある。 In particular, unlike conventional techniques, the number of read / write units can be reduced, so that there is a merit that it is possible to prevent misreading and malfunctions at low cost without the trouble of synchronously processing a plurality of read / write units.
また、アクティブにするアンテナをスイッチにより切り替える従来の技術と異なり、同時動作が可能で、移動する可能性のある無線通信媒体(およびこれをもつ人間や荷物)を追いかける必要性が無く、確実にID認証を同時平行的に実行することができるため、一度に処理できる無線通信媒体の量が段違いに多くなり、更に、異なるIDコードを持つ場合であっても同時平行的な処理が可能である。しかも、ノイズなどの問題も回避できる。 In addition, unlike the conventional technology in which the antenna to be activated is switched by a switch, simultaneous operation is possible, and there is no need to chase a wireless communication medium (and a person or baggage that has the possibility of moving), and the ID is surely Since authentication can be executed in parallel, the amount of wireless communication media that can be processed at one time increases dramatically, and even in the case of having different ID codes, parallel processing is possible. Moreover, problems such as noise can be avoided.
図13(a)、図13(b)、図14、図15は、本発明の実施の形態3における無線通信媒体処理システムの構成図である。
FIGS. 13 (a), 13 (b), 14, and 15 are configuration diagrams of a wireless communication medium processing system according to
図13(a)には、空港の荷物検査や商店などの出入り口などに用いられるゲート型アンテナを用いた場合が示されている。なお、図13(a),図13(b)は無線通信媒体処理装置を適用した無線通信媒体処理システムとして表されているが、システムに限られるものではなく、無線通信媒体処理装置そのものとしても表されているものであり、適用されるものであるため、ホストが除かれた状態では無線通信媒体処理装置として表されるものである。 FIG. 13A shows a case in which a gate type antenna used for an airport baggage inspection or an entrance / exit of a store is used. 13A and 13B are shown as a wireless communication medium processing system to which the wireless communication medium processing apparatus is applied, but the present invention is not limited to the system, and the wireless communication medium processing apparatus itself may be used. Since it is expressed and applied, it is expressed as a wireless communication medium processing device in a state where the host is removed.
なお、図13(a)には3以上のループアンテナ(図では4つのループアンテナ26が示されており、対向領域が3箇所ある場合が示されている)が示されており、店舗入り口などにおいて、多数のループアンテナを並べたゲート型アンテナにより、無線通信媒体11との同時平行的な通信を可能としている。例えば、非常に広い入り口に用いたり、複数の入り口に設けて、入出管理や商品管理を行う場合などに好適である。
FIG. 13 (a) shows three or more loop antennas (in the figure, four
あるいは、図13(b)のようにループアンテナ26が2つのみの場合であっても良い。二つのループアンテナ26を対向させて、その対向領域やその近傍における無線通信媒体11との通信を行う場合などである。この場合にも、二つのループアンテナに対して、送信信号を送信分配器3で分配して出力し、二つのループアンテナ26からの信号を、一旦検波して、検波信号として受信合成器4において合成して、読み書き部5に出力することで、いずれのループアンテナでも、無線通信媒体11との通信を可能とすることができるものである。
Alternatively, there may be only two
例えば、入り口が狭く、二つのループアンテナ26を対向させることが好適であり、それぞれの入り口毎にゲート型アンテナを形成する場合などに好適である。
For example, it is preferable that the entrance is narrow and the two
もちろん、これ以外の数のループアンテナ26を設けても良いものである。
Of course, other numbers of
図14には、オフィスフロアや工場、あるいは学校などの教室、官公庁などのフロア、病院などの病室、大型店舗などの、種々の場所において配置されている多数の出入り口における、入退出管理を行う形態が表されている。 FIG. 14 shows a form in which entrance / exit management is performed at a large number of entrances and exits arranged in various places such as office floors, factories, classrooms such as schools, floors such as government offices, hospital rooms such as hospitals, large stores, etc. Is represented.
図15には複数のゲートを持ち、無線通信媒体が付された商品などをゲート毎に分類して振り分ける無線通信媒体処理システムが表されている。 FIG. 15 shows a wireless communication medium processing system that has a plurality of gates and sorts and distributes products or the like to which wireless communication media are attached for each gate.
26はループアンテナ、27はゲート型アンテナ、28はホストであり、30は部屋、31、32、33、34、35、36、37、38、39は出入り口であり、図示はされていないが、それぞれの出入り口31〜39には、実施の形態1、2で説明された、無線通信媒体と通信を行うアンテナが配置されている。
26 is a loop antenna, 27 is a gate type antenna, 28 is a host, 30 is a room, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39 are doorways, not shown, The antennas that communicate with the wireless communication medium described in the first and second embodiments are disposed at the
40、41、42は人間で、43、44、45はそれぞれ入退出セキュリティチェックを行う非接触ICカード、IDタグ、RF−IDなどの無線通信媒体、若しくは、無線通信媒体を格納した認証体である。これら無線通信媒体43、44、45はそれぞれ人間40〜42がそれぞれ所有しているものである。
46は読み書き部、送信分配器、受信合成器などが実装された集中管理装置で、この装置から、各出入り口31〜39に配置されているアンテナに送信線と受信線が接続されている。このとき、実施の形態1、2で説明したように、読み書きIDコード切り替え部や送信信号出力先切り替え部などが、必要に応じて備わっていてもよいものである。また、集中管理に必要なその他の制御に関しても、必要に応じて備わっていてよいものである。
46 is a centralized management device on which a read / write unit, a transmission distributor, a reception synthesizer, and the like are mounted. From this device, transmission lines and reception lines are connected to antennas arranged at the
各出入り口31〜39は全て通常は閉じられており、それぞれは、認証対象のIDコードを有する無線通信媒体のみとの通信によるIDコード認証によってのみ、出入り口31〜39は開錠されるものである。これにより、室内に入れる人間を選別できるという、セキュリティが実現されるものである。
Each of the
まず、図13(a),図13(b)に表される装置、システムについて説明する。 First, the apparatus and system shown in FIGS. 13A and 13B will be described.
ループアンテナ26は開口部を有するアンテナであり、図では2つのループアンテナ26の開口部が相互に対向して、ゲート型アンテナ27を構成している。もちろん、ループアンテナは3以上であってもよく、相互に対向する場合には、開口部が略平行であることが好ましいが、ずれていてもよいものである。
The
例えば、空港のセキュリティゲートなどにおいては、ループアンテナ26の間を荷物や
人間が通過するが、このとき無線通信媒体が付されていればこれとの通信によりID認証が行われる。ID認証により、通過の可否が決定される。また、この場合であっても一つの読み書き部により、複数のアンテナを同時平行的に動作させて、同時に複数のゲートを通過する顧客や荷物に付された無線通信媒体11を認証することができると言うメリットがあり、非常に効率の高いものである。特に実施の形態1で説明したように、送信分配器3、受信合成器4によりノイズ無く、送信信号の分配と、受信信号の合成によるその後の復調が可能となって、従来の技術のように、余分な読み書き部2を必要とせず、低コスト化が図れ、同期処理などの不要な処理もいらなくなる。また、アクティブとするループアンテナ26を次々と入れ替える必要が無いために、同時平行に大量の処理が可能になるメリットがある。
For example, in an airport security gate or the like, a baggage or a person passes between the
次に、図14に表される装置、システムについて説明する。 Next, the apparatus and system shown in FIG. 14 will be described.
アンテナが配置された各出入り口31〜39に、開錠可能対象であるIDコードを有する無線通信媒体を持つ人間が、その無線通信媒体との通信を行うことで、ID認証されて開錠が実現される。
A person with a wireless communication medium having an ID code that can be unlocked at each of the
ここで、無線通信媒体43、44のみが、開錠対象のIDコードを有する無線通信媒体であり、無線通信媒体45は、開錠非対称のIDコードを有する無線通信媒体であるとする。この場合、出入り口37に近づいた人間40は、無線通信媒体43を有していることで、出入り口37が開錠し、これにより入室することが可能となる。
Here, it is assumed that only the
同様に、無線通信媒体44を持つ人間41は出入り口39から入室することが可能である。
Similarly, the
このとき、実施の形態1、2で説明したように、各出入り口31〜39に配置されたアンテナは、同時動作するために、無線通信媒体43と44の両方と同時に通信し、この受信信号を受信合成器において、合成した上で読み書き部2で復調される。復調されたデジタルデータが正しいIDコードであるかを認証し、これにより、出入り口37、39は開錠して、人間40、41は入門することが可能である。
At this time, as described in the first and second embodiments, the antennas arranged at the
なお、実施の形態2で説明したとおり、無線通信媒体43、44が異なるIDコードを有していても、時間分割でのタイムスロット方式や周波数分割のチャネル方式などで、同時処理を行うことは可能である。
Note that, as described in the second embodiment, even if the
一方、この部屋30が認めていないIDコードを持つ無線通信媒体45については、通信の結果、IDコードが認証されないため、出入り口34は開錠せず、人間42は入室することができない。これは、入り口を変えても同じである。
On the other hand, for the
このようにしてセキュリティを確保することができる。 In this way, security can be ensured.
なお、このとき、出入り口により認証されるIDコードを切り替えて、特定の出入り口のみが特定のIDコードを持つ無線通信媒体にのみ対応するセキュリティ方式としても良い。この場合には、部屋30の内部が更に細分化されている場合などに有効である。
At this time, the ID code authenticated by the entrance / exit may be switched, and only a specific entrance / exit may be a security system that supports only a wireless communication medium having a specific ID code. This is effective when the interior of the
また、図13(a),図13(b)と異なり、更に多くの無線通信媒体があってもよく、別の出入り口からの入室であっても良い。また、退室であっても同様である。 Further, unlike FIGS. 13 (a) and 13 (b), there may be more wireless communication media, or entry from another entrance / exit. The same applies to leaving the room.
また、集中処理装置46でのデータ変更により、認証対象のIDコードを変更したり、特定の状態においては全ての出入り口を非開錠とするなどの緊急対策を行うことも好適で
ある。
It is also preferable to take emergency measures such as changing the ID code to be authenticated by changing the data in the
また、このような管理された部屋30を一つのユニットとして、これをさらにくみ上げて、更に広域な無線通信媒体処理システムを構築することも可能である。
It is also possible to construct such a managed wireless communication medium processing system as a unit by using the managed
このような無線通信媒体処理システムは、無線通信媒体を用いたオフィスなどのセキュリティシステムに応用されるものである。 Such a wireless communication medium processing system is applied to a security system such as an office using a wireless communication medium.
次に図15に示される装置、システムについて説明する。 Next, the apparatus and system shown in FIG. 15 will be described.
図15では、複数のゲートを持ち、無線通信媒体が付された商品などをゲート毎に分類して振り分ける無線通信媒体処理システムが表わされている。 FIG. 15 shows a wireless communication medium processing system that has a plurality of gates and sorts and distributes products and the like to which wireless communication media are attached for each gate.
50は無線通信媒体処理システムであり、商品分類に用いられる商品自動分類システムなどの一例である。
51、52、53,54は分類路である。55は通路、56は商品であり無線通信媒体が付されており、57、58、59、60はアンテナ、61、62、63、64は入り口であり、図示はされていないが、全てのアンテナ57〜60は読み書き部、受信合成器、送信分配器などからなる集中処理装置に接続されている。
51, 52, 53, and 54 are classification paths. 55 is a passage, 56 is a product, and a wireless communication medium is attached, 57, 58, 59, and 60 are antennas, 61, 62, 63, and 64 are entrances.
商品56には任意のIDコードを有する無線通信媒体が付されており、ベルトコンベヤーなどからなる通路55上を移動する。アンテナ57〜60はそれぞれ、異なるIDコードを有する無線通信媒体とのやり取りを行うように制御されており(実施の形態2のように)、ベルトコンベヤーのように可動する通路55上を移動する商品の無線通信媒体との通信が順次行われる。
The
このとき、アンテナ57〜60のいずれかで認証されるIDコードに対応する無線通信媒体が商品56に付されている場合には、その商品56は、そのアンテナが配置されている入り口61〜64のいずれかに取り込まれ、分類路51〜54のいずれかに振り分けられて、商品の自動仕分けが可能となる。
At this time, when the
例えば、この場合には、あるIDコードその1を通信するのはアンテナ57だけで、別のIDコードその2を通信するのはアンテナ58だけであるように順次タイムスロット単位などで切り分けて順次処理することで、このような自動仕分けが実現されるものである。
For example, in this case, a
以上のように、図13(a),図13(b)、図14に表されるように、オフィスなどの入退出セキュリティや、商品の自動分類などにおいても、原則として一つの読み書き部のみで、同時に多数のアンテナを配置した出入り口などでの、無線通信媒体との通信を可能として、非常に低コストで、同期処理などの複雑な回路構成のいらない処理システムを実現することが可能となる。 As described above, as shown in FIGS. 13 (a), 13 (b), and 14, as a general rule, only one read / write unit can be used for entry / exit security in offices, automatic product classification, and the like. In addition, it is possible to realize a processing system that does not require a complicated circuit configuration such as synchronization processing at a very low cost by enabling communication with a wireless communication medium at an entrance / exit where a large number of antennas are arranged at the same time.
また、アクティブとなるアンテナを順次切り替える従来の技術と異なり、全ての、あるいは任意に選択されたアンテナを同時動作させて、受信合成器により同時に複数の無線通信媒体からのデータを処理することができるので、同時に、入退出を実現し、多数の商品分類などを実現することが容易に可能となる。更に、ベースバンド信号を排除することにより、ノイズを発生させることも防止できるものである。 In addition, unlike the conventional technique of sequentially switching active antennas, all or arbitrarily selected antennas can be operated simultaneously, and data from a plurality of wireless communication media can be processed simultaneously by a reception synthesizer. Therefore, at the same time, entry / exit can be realized, and a large number of product classifications can be easily realized. Furthermore, noise can be prevented from being generated by eliminating the baseband signal.
なお、実施の形態3であっても、実施の形態1、2と同様に、受信合成器においては検
波後の検波信号が用いられて合成されることで、ノイズや電力ロスを十分に回避することができ、信号にあらかじめ直流成分を重畳させて、電源線の引き回しをなくすことでノイズへの耐性を強くすることで、正確な復調を実現し、特に、同種認証、異種認証などの複雑な処理を行う場合であっても、適切な処理ができる、従来の技術よりはるかに進歩した無線通信媒体処理装置、システムを実現することができる。
Even in the third embodiment, as in the first and second embodiments, the reception synthesizer uses the detected signals after detection and combines them, thereby sufficiently avoiding noise and power loss. It is possible to superimpose noise directly by superimposing the DC component on the signal in advance and eliminating the power supply line, thereby achieving accurate demodulation, especially for complex authentication such as homogenous authentication and heterogeneous authentication. Even when processing is performed, it is possible to realize a wireless communication medium processing apparatus and system that can perform appropriate processing and is far more advanced than conventional techniques.
本発明は、複数のアンテナと、複数のアンテナに接続される送信分配器と、複数のアンテナに接続される受信合成器と、送信分配器と受信合成器に接続され、アンテナを介して無線通信媒体との間でデータの読みもしくは書き、もしくは読み書きを行う読み書き部を有し、受信合成器には検波後の検波信号が入力する構成により、少なくとも一つの読み書き部により、低コストでかつ低ノイズで、同時平行的に複数の無線通信媒体との通信処理とそのID認証を非常に正確に行うことが必要な用途にも適用できる。 The present invention relates to a plurality of antennas, a transmission distributor connected to the plurality of antennas, a reception combiner connected to the plurality of antennas, a transmission distributor and a reception combiner, and wireless communication via the antenna. It has a read / write unit that reads / writes data from / to the medium, and reads / writes data from / to the medium, and the reception synthesizer receives the detection signal after detection. Thus, the present invention can be applied to applications that need to perform communication processing with a plurality of wireless communication media in parallel and ID authentication very accurately.
1 無線通信媒体処理装置
2 読み書き部
3 送信分配器
4 受信合成器
5 アンテナ
6 アンテナ回路基板
7 送信線
8 受信線
9 送信幹線
10 受信幹線
11、11b、11c、11d 無線通信媒体
12 アップコンバージョン部
13a ダウンコンバージョン部
14 送信信号増幅器
15 受信信号増幅器
16 送信信号出力先切り替え部
17 受信信号入力切り替え部
18 送信信号電力切り替え部
19 Aアンテナ
20 Bアンテナ
21 Cアンテナ
23 読み書きID切り替え部
24 変調部
25 復調部
30 部屋
31、32、33、34、35、36、37、38、39 出入り口
40、41、42 人間
43、44、45 無線通信媒体
46 集中管理装置
50 無線通信媒体処理システム
51、52、53,54 分類路
55 通路
56 商品
57、58、59、60 アンテナ
61、62、63、64 入り口
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記複数のアンテナの各々に直結されたアンテナ基板と、
前記複数のアンテナおよび前記アンテナ基板とは別体で設けられ前記複数のアンテナからの信号を処理する受信部と、
前記複数のアンテナと前記受信部とを前記アンテナ基板を介して接続する受信線と、
前記アンテナ基板に設けられ前記複数のアンテナに受信される受信信号の周波数を低くし検波信号とする検波部とを有し、
前記検波信号を前記受信線を介して前記受信部に送ることを特徴する無線通信媒体処理装置。 Multiple antennas,
An antenna substrate directly connected to each of the plurality of antennas;
A receiver that is provided separately from the plurality of antennas and the antenna substrate and processes signals from the plurality of antennas;
A receiving line connecting the plurality of antennas and the receiving unit via the antenna substrate;
A detection unit that is provided on the antenna board and lowers the frequency of a reception signal received by the plurality of antennas to form a detection signal;
A wireless communication medium processing apparatus, wherein the detection signal is sent to the reception unit via the reception line .
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